Sorgenti sonore. Vibrazioni sonore

Il suono è causato da vibrazioni meccaniche nei mezzi e nei corpi elastici, le cui frequenze sono comprese nell'intervallo da 20 Hz a 20 kHz e che l'orecchio umano può percepire.

Di conseguenza, le vibrazioni meccaniche con le frequenze indicate sono chiamate sonore e acustiche. Le vibrazioni meccaniche impercettibili con frequenze al di sotto della gamma sonora sono chiamate infrasoniche e quelle con frequenze al di sopra della gamma sonora sono chiamate ultrasoniche.

Se un corpo sonoro, come un campanello elettrico, viene posizionato sotto la campana di una pompa ad aria, man mano che l'aria viene espulsa, il suono diventerà sempre più debole e, infine, si interromperà completamente. La trasmissione delle vibrazioni dal corpo sonoro avviene attraverso l'aria. Si noti che durante le sue vibrazioni, il corpo sonoro durante le sue vibrazioni comprime alternativamente l'aria adiacente alla superficie del corpo, quindi, al contrario, crea una rarefazione in questo strato. Pertanto, la propagazione del suono nell'aria inizia con le fluttuazioni della densità dell'aria sulla superficie di un corpo oscillante.

tono musicale. Rumorosità e tono

Il suono che sentiamo quando la sua sorgente compie un'oscillazione armonica è chiamato tono musicale o, in breve, tono.

In qualsiasi tono musicale possiamo distinguere due qualità a orecchio: volume e altezza.

Le osservazioni più semplici ci convincono che il tono di una data altezza è determinato dall'ampiezza delle vibrazioni. Il suono del diapason dopo averlo colpito si attenua gradualmente. Ciò avviene insieme allo smorzamento delle oscillazioni, cioè con una diminuzione della loro ampiezza. Colpire più forte il diapason, ad es. dando alle vibrazioni una grande ampiezza, sentiremo un suono più forte che con un impatto debole. Lo stesso si può osservare con una corda e in genere con qualsiasi sorgente sonora.

Se prendiamo diversi diapason di diverse dimensioni, non sarà difficile disporli a orecchio in ordine di altezza crescente. Pertanto, saranno anche posizionati in termini di dimensioni: il diapason più grande emette il suono più basso, il più piccolo - il suono più alto. Pertanto, l'altezza è determinata dalla frequenza di oscillazione. Più alta è la frequenza, e quindi più breve è il periodo di oscillazione, più alta è l'intonazione che sentiamo.

risonanza acustica

Fenomeni di risonanza possono essere osservati su vibrazioni meccaniche di qualsiasi frequenza, in particolare su vibrazioni sonore.

Mettiamo uno accanto all'altro due diapason identici, ruotando l'uno verso l'altro i fori delle scatole su cui sono montati. Le scatole sono necessarie perché amplificano il suono dei diapason. Ciò è dovuto alla risonanza tra il diapason e le colonne d'aria contenute nella scatola; quindi le scatole sono chiamate risonatori o scatole risonanti.

Colpiamo uno dei diapason e poi attutiamolo con le dita. Sentiremo il suono del secondo diapason.

Prendiamo due diversi diapason, ad es. con altezze diverse e ripetere l'esperimento. Ora ciascuno dei diapason non risponderà più al suono di un altro diapason.

Non è difficile spiegare questo risultato. Le vibrazioni di un diapason agiscono attraverso l'aria con una certa forza sul secondo diapason, facendolo eseguire le sue vibrazioni forzate. Poiché il diapason 1 esegue oscillazioni armoniche, la forza che agisce sul diapason 2 cambierà in base alla legge delle oscillazioni armoniche con la frequenza del diapason 1. Se la frequenza della forza è diversa, le oscillazioni forzate saranno così deboli che non li ascolteremo.

Rumori

Sentiamo un suono musicale (nota) quando l'oscillazione è periodica. Ad esempio, questo tipo di suono è prodotto da una corda di pianoforte. Se si premono più tasti contemporaneamente, ad es. far suonare più note, allora la sensazione del suono musicale sarà preservata, ma la differenza tra note consonanti (piacevoli all'orecchio) e dissonanti (spiacevoli) risulterà chiaramente. Si scopre che quelle note i cui periodi sono in rapporti di piccoli numeri consonano. Ad esempio, la consonanza si ottiene quando il rapporto tra i periodi è 2:3 (quinta), a 3:4 (quanto), 4:5 (terza maggiore), ecc. Se i periodi sono correlati come grandi numeri, ad esempio, 19:23, quindi ottieni una dissonanza: un suono musicale, ma sgradevole. Andremo ancora più lontano dalla periodicità delle vibrazioni se premiamo più tasti contemporaneamente. Il suono sarà rumoroso.

I rumori sono caratterizzati da una forte non periodicità della forma di oscillazione: o si tratta di un'oscillazione lunga, ma di forma molto complessa (sibilo, scricchiolio), o di singole emissioni (clic, colpi). Da questo punto di vista vanno attribuiti ai rumori anche i suoni espressi dalle consonanti (sibilo, labiale, ecc.).

In tutti i casi, le oscillazioni di rumore consistono in un numero enorme di oscillazioni armoniche con frequenze diverse.

Pertanto, lo spettro di un'oscillazione armonica è costituito da una singola frequenza. Per un'oscillazione periodica, lo spettro è costituito da un insieme di frequenze: la fondamentale e i suoi multipli. Con le consonanti, abbiamo uno spettro costituito da diversi insiemi di frequenze di questo tipo, con le principali correlate come numeri interi piccoli. Nelle armonie dissonanti, le frequenze fondamentali non sono più in una relazione così semplice. Più frequenze sono diverse nello spettro, più ci avviciniamo al rumore. I rumori tipici hanno spettri in cui ci sono moltissime frequenze.

Con l'aiuto di questa lezione video, puoi imparare l'argomento "Sorgenti sonore. Vibrazioni sonore. Tono, tono, volume. In questa lezione imparerai cos'è il suono. Considereremo anche le gamme di vibrazioni sonore percepite dall'udito umano. Determiniamo quale può essere la fonte del suono e quali condizioni sono necessarie per il suo verificarsi. Studieremo anche caratteristiche del suono come altezza, timbro e volume.

L'argomento della lezione è dedicato alle sorgenti sonore, alle vibrazioni sonore. Parleremo anche delle caratteristiche del suono: altezza, volume e timbro. Prima di parlare di suono, di onde sonore, ricordiamo che le onde meccaniche si propagano nei mezzi elastici. Parte del longitudinale onde meccaniche, che è percepito dagli organi uditivi umani, è chiamato suono, onde sonore. Il suono è onde meccaniche percepite dagli organi uditivi umani, che causano sensazioni sonore. .

Gli esperimenti mostrano che l'orecchio umano, gli organi dell'udito umano percepiscono vibrazioni con frequenze da 16 Hz a 20.000 Hz. È questa gamma che chiamiamo la gamma del suono. Naturalmente esistono onde la cui frequenza è inferiore a 16 Hz (infrasuoni) e superiore a 20.000 Hz (ultrasuoni). Ma questa gamma, queste sezioni non sono percepite dall'orecchio umano.

Riso. 1. Intervallo uditivo dell'orecchio umano

Come abbiamo detto, le aree degli infrasuoni e degli ultrasuoni non vengono percepite dagli organi uditivi umani. Sebbene possano essere percepiti, ad esempio, da alcuni animali, insetti.

Che è successo ? Le sorgenti sonore possono essere qualsiasi corpo che oscilla con la frequenza del suono (da 16 a 20.000 Hz)

Riso. 2. Un righello oscillante bloccato in una morsa può essere una fonte di suono

Passiamo all'esperienza e vediamo come si forma un'onda sonora. Per fare questo, abbiamo bisogno di un righello di metallo, che fissiamo in una morsa. Ora, agendo sul righello, possiamo osservare le vibrazioni, ma non sentiamo alcun suono. Eppure, attorno al righello viene creata un'onda meccanica. Nota che quando il righello si sposta su un lato, qui si forma una tenuta d'aria. Dall'altro lato, c'è anche un sigillo. Tra queste guarnizioni si forma un vuoto d'aria. Onda longitudinale - questa è un'onda sonora, costituita da guarnizioni e scarichi d'aria. La frequenza di vibrazione del righello in questo caso è inferiore alla frequenza audio, quindi non sentiamo quest'onda, questo suono. Sulla base dell'esperienza che abbiamo appena osservato, alla fine del 18° secolo fu creato uno strumento chiamato diapason.

Riso. 3. Propagazione delle onde sonore longitudinali da un diapason

Come abbiamo visto, il suono appare come risultato di vibrazioni del corpo con una frequenza sonora. Stendere onde sonore in tutte le direzioni. Ci deve essere un mezzo tra l'apparecchio acustico umano e la sorgente delle onde sonore. Questo mezzo può essere gassoso, liquido, solido, ma deve essere particelle in grado di trasmettere vibrazioni. Il processo di trasmissione delle onde sonore deve necessariamente avvenire dove c'è materia. Se non c'è sostanza, non sentiremo alcun suono.

Perché il suono esista:

1. Sorgente sonora

2. Mercoledì

3. Apparecchio acustico

4. Frequenza 16-20000 Hz

5. Intensità

Passiamo ora alla discussione delle caratteristiche del suono. Il primo è il campo. Tono del suono - caratteristica, che è determinata dalla frequenza di oscillazione. Maggiore è la frequenza del corpo che produce vibrazioni, maggiore sarà il suono. Torniamo di nuovo al righello, bloccato in una morsa. Come abbiamo già detto, abbiamo visto le vibrazioni, ma non abbiamo sentito il suono. Se ora la lunghezza del righello viene ridotta, sentiremo il suono, ma sarà molto più difficile vedere le vibrazioni. Guarda la linea. Se agiamo su di esso ora, non sentiremo alcun suono, ma osserveremo le vibrazioni. Se accorciamo il righello, sentiremo un suono di una certa altezza. Possiamo rendere la lunghezza del righello ancora più corta, quindi sentiremo il suono di un tono ancora più alto (frequenza). Possiamo osservare la stessa cosa con i diapason. Se prendiamo un grande diapason (chiamato anche diapason dimostrativo) e colpiamo le gambe di un tale diapason, possiamo osservare l'oscillazione, ma non sentiremo il suono. Se prendiamo un altro diapason, quindi, colpendolo, sentiremo un certo suono. E il prossimo diapason, un vero diapason che serve per accordare strumenti musicali. Produce un suono corrispondente alla nota la, o, come si suol dire, 440 Hz.

Prossima caratteristica- timbro sonoro. Timbro chiamato colore del suono. Come si può illustrare questa caratteristica? Il timbro è la differenza tra due suoni identici suonati da strumenti musicali diversi. Sapete tutti che abbiamo solo sette note. Se sentiamo la stessa nota LA, presa al violino e al pianoforte, li distingueremo. Possiamo immediatamente dire quale strumento ha creato questo suono. È questa caratteristica - il colore del suono - che caratterizza il timbro. Va detto che il timbro dipende da quali vibrazioni sonore vengono riprodotte, oltre al tono fondamentale. Il fatto è che le vibrazioni sonore arbitrarie sono piuttosto complesse. Sono costituiti da un insieme di vibrazioni individuali, dicono spettro di vibrazione. È la riproduzione di vibrazioni aggiuntive (armoniche) che caratterizza la bellezza del suono di una particolare voce o strumento. Timbroè una delle principali e suggestive manifestazioni del suono.

Un'altra caratteristica è il volume. L'intensità del suono dipende dall'ampiezza delle vibrazioni. Diamo un'occhiata e assicuriamoci che il volume sia correlato all'ampiezza delle vibrazioni. Allora, prendiamo un diapason. Procediamo come segue: se colpisci debolmente il diapason, l'ampiezza di oscillazione sarà piccola e il suono sarà basso. Se ora il diapason viene colpito più forte, il suono è molto più forte. Ciò è dovuto al fatto che l'ampiezza delle oscillazioni sarà molto maggiore. La percezione del suono è una cosa soggettiva, dipende da come è l'apparecchio acustico, com'è il benessere della persona.

Elenco di letteratura aggiuntiva:

Conoscete il suono? // Quantico. - 1992. - N. 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. Sui suoni musicali e le loro fonti // Kvant. - 1985. - N. 9. - S. 26-28. Manuale elementare di fisica. ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Lezione integrata di fisica, musica e informatica.

Lo scopo della lezione:

Introdurre gli studenti al concetto di "suono", alle caratteristiche del suono; insegnare a distinguere i suoni per volume, timbro, mostrare come queste caratteristiche siano legate alla frequenza e all'ampiezza delle vibrazioni; mostra la connessione tra fisica e musica.

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Grado 9 Lezione 36

Sorgenti sonore. Vibrazioni sonore. Risoluzione dei problemi.

Lo scopo della lezione: Introdurre gli studenti al concetto di "suono", alle caratteristiche del suono; insegnare a distinguere i suoni per volume, tono, timbro; mostrare come queste caratteristiche siano legate alla frequenza e all'ampiezza delle oscillazioni; mostra la connessione tra fisica e musica.

Durante le lezioni.

1. Organizzare il tempo.
2. Aggiornamento della conoscenza.

diapositiva 1

• Indagine frontale

1. Cosa sono le onde meccaniche?

2. Quali sono i due tipi di onde meccaniche?

3. Qual è il periodo, la frequenza, la lunghezza d'onda, la velocità dell'onda? Che connessione c'è tra loro?

• Lavoro indipendente.

3. Imparare nuovo materiale.

Insegnante. Nell'ultima lezione, abbiamo iniziato a studiare le onde meccaniche per approfondire la conoscenza onde elettromagnetiche. Sebbene abbiano nomi diversi, natura fisica diversa, sono descritti dagli stessi parametri ed equazioni. Oggi faremo conoscenza con un altro tipo di onde meccaniche. Scriverai il loro nome dopo aver deciso compito logico(il metodo per risolvere tali problemi è chiamato "brainstorming").

Gli inglesi raccontano una favola: “Il diavolo ha catturato tre viaggiatori e ha accettato di lasciarli andare se gli avessero affidato un compito impossibile. Uno ha chiesto di rendere dorato un albero in crescita, l'altro di far rifluire il fiume. Maledizione scherzosamente, ha affrontato questo e ha preso le anime di entrambi i viaggiatori. È rimasto un terzo viaggiatore…” Ragazzi, mettetevi nei panni di questo viaggiatore e offrite al diavolo un compito impossibile. (Sono offerte diverse versioni.) "... E il terzo fischiò e disse:" Cuci un bottone a questo!" - e il diavolo fu svergognato.

Cos'è un fischietto?

Studenti. Suono.

Diapositiva 2 (l'argomento della lezione)

diapositiva 3

Il mondo dei suoni è così vario
Ricco, bello, vario,
Ma siamo tutti tormentati dalla domanda

Da dove vengono i suoni?
Che le nostre orecchie siano felici ovunque?
È tempo di pensare seriamente.

1. La natura del suono. Condizioni necessarie per l'esistenza del suono

Insegnante. Viviamo in un mondo di suoni che ci permettono di ricevere informazioni su ciò che sta accadendo intorno.

Cercano di sussurrare brandelli di poster,
Cerca di urlare tetti di ferro,
E l'acqua cerca di cantare nei tubi,
E così i fili muggiscono impotenti...

K.Ya.Vanshenkin.

Cos'è il suono? Come puoi ottenerlo? La fisica risponde a tutte queste domande.

diapositiva 4

Cos'è l'acustica.

L'acustica è una branca della fisica che si occupa dello studio del suono, delle sue proprietà e dei fenomeni sonori.

Le onde sonore trasportano energia che, come altri tipi di energia, può essere utilizzata dall'uomo. Ma la cosa principale è la vasta gamma di mezzi espressivi che la parola e la musica possiedono. Sin dai tempi antichi, i suoni hanno servito le persone come mezzo di comunicazione e comunicazione tra loro, un mezzo per conoscere il mondo e padroneggiare i segreti della natura. I suoni sono i nostri compagni costanti. Agiscono su una persona in modi diversi: deliziano e infastidiscono, pacificano e danno forza, accarezzano l'orecchio e spaventano con la loro imprevisto. (La registrazione di "Rostov carillon" è attivata.)

Suonarono i famosi rintocchi del campanile a quattro arcate, costruito nel 1682–1687. nella città di Rostov il Grande, la città della gloria del passato. I rintocchi di Rostov sono eseguiti da cinque suonatori di campane e la lingua della campana più grande "Sysoya" è influenzata da due persone. Tredici campane sono disposte in fila. Le suonerie diventano in modo che possano vedersi e concordare con tatto.

Dai tempi antichi campanello che suona ha accompagnato la vita delle persone. Veliky Novgorod, Pskov, Mosca sono da tempo famosi per i loro rintocchi, ma non esisteva una tale "orchestra" come a Rostov. Qual è la causa del suono?

diapositiva 5

Il motivo del suono? - vibrazione (vibrazioni) dei corpi, sebbene queste vibrazioni siano spesso invisibili ai nostri occhi.

Sorgenti sonore - corpi oscillanti.

Tuttavia, non tutti i corpi vibranti sono sorgenti di suono. Assicuriamoci di questo.

Esperienza 1. "Giorno della disobbedienza".

“Non puoi farlo! Non fare clic sulla linea! Ora rompi il righello: come misurerai i segmenti in matematica? Quante volte lo abbiamo sentito a scuola! Ma ora avremo un giorno di disobbedienza. In questo esperimento, non solo è consentito: devi fare clic sul righello sul bordo del tavolo. Dopotutto, anche questa è fisica!

Materiali: righello, tavolo.

Sequenza.

Posiziona il righello sul tavolo in modo che metà di esso penda oltre il bordo del tavolo. Premi saldamente con la mano l'estremità che si trova sul tavolo, fissandola in posizione. Con l'altra mano, solleva l'estremità libera del righello (solo non molto forte per non rompersi) e lascia andare. Ascolta il ronzio risultante.

Ora sposta un po' in avanti il ​​righello, in modo da ridurre la lunghezza della parte sporgente. Piega e rilascia di nuovo il righello. Che suono ha fatto? È lo stesso dell'ultima volta?

spiegazione scientifica.

Come probabilmente avrai già intuito, il ronzio è prodotto dalla vibrazione della parte del righello che pende dal bordo del tavolo. La parte che viene premuta contro il tavolo non può vibrare e quindi non emette alcun suono. Più corta è l'estremità vibrante del righello, più alto è il suono ottenuto,più lungo, più basso è il suono.

diapositiva 6

Suono è onde elastiche meccaniche, propagandosi in gas, liquidi, solidi.

Onde che evocano la sensazione del suono, confrequenza da 16 Hz a 20.000 Hz

chiamate onde sonore (per lo più longitudinali).

Diapositiva 7

La propagazione del suono può essere paragonata alla propagazione di un'onda nell'acqua. Solo il ruolo di un sasso lanciato nell'acqua è svolto da un corpo oscillante e, al posto della superficie dell'acqua, le onde sonore si propagano nell'aria. Ogni vibrazione del ramo del diapason crea una condensazione e una rarefazione nell'aria. L'alternanza di tali concentrazioni e scariche è un'onda sonora.

Diapositiva 8

Per ascoltare il suono necessario:

1. sorgente sonora;

2. mezzo elastico tra esso e l'orecchio;

3. un certo intervallo di frequenza delle vibrazioni della sorgente sonora - tra 16 Hz e 20 kHz,

4. Potenza sufficiente delle onde sonore per la percezione da parte dell'orecchio.

Diapositiva 9

Esistono due tipi di sorgenti sonore: artificiali e naturali, trovale negli enigmi:

Diapositive 10 - 12

1. Volando oltre l'orecchio,

Mi dice: "Non sono una mosca".

Il naso è lungo

Chi lo ucciderà

verserà il suo sangue.

(Zanzara).

3. Piccolo uccello canoro nella foresta

vite,

Pulisce le piume

(Uccello).

4. Cammina avanti e indietro,

Non si stanca mai.

A tutti quelli che vengono

Lei dà una mano.

(Porta).

5. Due fratelli

Bussano su un fondo.

Ma non solo battere-

Cantano una canzone insieme.

(Tamburellare).

6. Fai pascolare la mucca sul prato

La padrona di casa è andata

Riattaccare un campanello.

Che cos'è questo? Indovinare!

(Campana).

6. Su un triangolo di legno

Tirò tre corde

Raccolti, giocati

Le gambe iniziarono a ballare da sole.

(Balalaika).

8. Il dispositivo è piccolo,

Ma così sorprendente.

Se il mio amico è lontano

È facile per me parlargli.

(Telefono).

I suoni musicali sono prodotti da vari strumenti musicali. Le sorgenti sonore in esse contenute sono diverse, quindi gli strumenti musicali sono divisi in diversi gruppi:

Diapositive 13-16

• Percussioni - tamburelli, tamburi, xilofoni, ecc. (Qui, materiale teso, lastre di metallo, ecc. oscillano per l'impatto di un bastone o di una mano);
• Strumenti a fiato - flauti, corni e fanfare, clarinetti, corni, canne (fluttuazioni della colonna d'aria all'interno dello strumento
• Corde - violino, chitarra, ecc..
• Tastiere - pianoforti, clavicembali (le vibrazioni delle corde sono causate qui colpendole con i martelli);

Pertanto, in base all'effetto prodotto su di noi, tutti i suoni sono divisi in due gruppi: suoni musicali e rumori. In che modo differiscono l'uno dall'altro?

È difficile distinguere tra musica e rumore, poiché ciò che può sembrare musica per uno può essere solo rumore per un altro. Alcuni considerano l'opera completamente non musicale, mentre altri, al contrario, vedono il limite della perfezione nella musica. Il nitrito dei cavalli o lo scricchiolio di un carro carico di legname può essere un rumore per la maggior parte delle persone, ma musica per un taglialegna. Per i genitori amorevoli, il pianto di un neonato può sembrare musica, per altri questi suoni sono solo rumore.

Tuttavia, la maggior parte delle persone sarà d'accordo sul fatto che i suoni provenienti dalle corde vibranti, dalle ance, dal diapason e dalle corde vocali vibranti del cantante sono musicali. Ma se è così. Che cosa è essenziale nell'eccitazione di un suono o tono musicale?

La nostra esperienza mostra che è essenziale per un suono musicale che le vibrazioni avvengano a intervalli regolari. Vibrazioni di un diapason, archi, ecc. sono di questa natura; vibrazioni di treni, vagoni con legname, ecc. si verificano a intervalli irregolari, irregolari, e i suoni che producono sono solo rumore. Il rumore differisce da un tono musicale in quanto non corrisponde a una frequenza specifica di vibrazione e, quindi, a un tono specifico. Il rumore contiene vibrazioni di varie frequenze. Con lo sviluppo dell'industria e dei moderni trasporti ad alta velocità, è sorto un nuovo problema: la lotta al rumore. C'era anche un nuovo concetto di "inquinamento acustico" dell'ambiente.

diapositiva17 R. Rozhdestvensky ha dato un'immagine molto accurata e capiente della realtà attuale:

aeroporti,

Moli e piattaforme

Foreste senza uccelli e terre senz'acqua...

Sempre meno - la natura circostante,

Sempre di più l'ambiente.

Il rumore, soprattutto ad alta intensità, non è solo fastidioso e stancante, ma può anche minare gravemente la salute.

Il più pericoloso è l'esposizione prolungata a rumori intensi nell'udito di una persona, che può portare a una perdita dell'udito parziale o totale. Le statistiche mediche mostrano che negli ultimi anni la perdita dell'udito ha preso un posto di primo piano nella struttura delle malattie professionali e non tende a diminuire.

Pertanto, è importante conoscere le caratteristiche della percezione del suono umano, i livelli di rumore accettabili nell'ottica di garantire salute, elevate prestazioni e comfort, nonché mezzi e metodi di controllo del rumore.

L'impatto negativo del rumore sull'uomo e la sua protezione.

Effetti nocivi del rumore sul corpo umano.

Diapositiva 18

La manifestazione degli effetti dannosi del rumore sul corpo umano è molto varia.

Esposizione prolungata a rumori intensi(sopra 80 dB) all'udito di una persona porta alla sua perdita parziale o totale. A seconda della durata e dell'intensità dell'esposizione al rumore, si ha una diminuzione maggiore o minore della sensibilità degli organi uditivi, espressa come uno spostamento temporaneo della soglia uditiva, che scompare al termine dell'esposizione al rumore, e con una lunga durata e (o) intensità del rumore, irreversibileperdita dell'udito (con problemi di udito), caratterizzato da un cambiamento costante della soglia dell'udito.

Ci sono i seguenti gradi di perdita dell'udito:

Diapositiva 19

• sono laureato ( lieve calo udito) - la perdita dell'udito nella regione delle frequenze del parlato è 10 - 20 dB, a una frequenza di 4000 Hz - 20 - 60 dB;
• II grado (ipoacusia moderata) - la perdita dell'udito nella regione delle frequenze del parlato è di 21 - 30 dB, a una frequenza di 4000 Hz - 20 - 65 dB;
• III grado (perdita dell'udito significativa) - la perdita dell'udito nella regione delle frequenze del parlato è di 31 dB o più, a una frequenza di 4000 Hz - 20 - 78 dB.

L'effetto del rumore sul corpo umano non si limita all'impatto sull'organo dell'udito.. Attraverso le fibre dei nervi uditivi, l'irritazione del rumore viene trasmessa al sistema nervoso centrale e autonomo e attraverso di esse colpisce organi interni, portando a cambiamenti significativi nello stato funzionale del corpo, colpisce lo stato mentale di una persona, provocando una sensazione di ansia e irritazione. Una persona esposta a un rumore intenso (più di 80 dB) spende in media il 10-20% in più di sforzo fisico e neuropsichico per mantenere l'uscita da lui raggiunta a un livello sonoro inferiore a 70 dB. È stato stabilito un aumento del 10-15% della morbilità totale dei lavoratori nelle industrie rumorose. L'impatto sul sistema nervoso autonomo si manifesta anche a bassi livelli sonori (40 - 70 dB). Tra le reazioni vegetative, la più pronunciata è la violazione della circolazione periferica dovuta al restringimento dei capillari. pelle e membrane mucose, nonché aumentato pressione sanguigna(a livelli sonori superiori a 85 dB).

L'impatto del rumore sul sistema nervoso centrale provoca un aumento del periodo latente (nascosto) della reazione motoria visiva, porta a una ridotta mobilità dei processi nervosi, cambiamenti nei parametri elettroencefalografici, interrompe l'attività bioelettrica del cervello con la manifestazione di cambiamenti funzionali nel corpo (già con un rumore di 50 - 60 dB), cambia in modo significativo i biopotenziali del cervello, la loro dinamica, provoca cambiamenti biochimici nelle strutture del cervello.

Per rumori impulsivi e irregolaril'esposizione al rumore è aumentata.

Cambiamenti nello stato funzionale del centrale e autonomo sistemi nervosi si verificano molto prima e a livelli di rumore inferiori rispetto alla diminuzione della sensibilità uditiva.

Diapositiva 20

Attualmente, la "malattia del rumore" è caratterizzata da un complesso di sintomi:

• diminuzione della sensibilità all'udito;
• un cambiamento nella funzione della digestione, espresso in una diminuzione dell'acidità;
• insufficienza cardiovascolare;
• disturbi neuroendocrini.

Chi lavora in condizioni di esposizione prolungata al rumore sperimenta irritabilità, mal di testa, vertigini, perdita di memoria, aumento della fatica, perdita di appetito, dolore alle orecchie, ecc. L'esposizione al rumore può causare cambiamenti negativi stato emozionale persona, fino allo stress. Tutto ciò riduce la capacità lavorativa di una persona e la sua produttività, qualità e sicurezza del lavoro. È stato stabilito che durante i lavori che richiedono maggiore attenzione, con un aumento del livello sonoro da 70 a 90 dB, la produttività del lavoro diminuisce del 20%.

Diapositiva 21 (Film digital drugs)

diapositiva 22

Ultrasuoni ( superiori a 20.000 Hz) causano anche danni all'udito, sebbene l'orecchio umano non risponda ad essi. Gli ultrasuoni potenti influiscono cellule nervose cervello e midollo spinale, provoca una sensazione di bruciore nel canale uditivo esterno e una sensazione di nausea.

Non sono meno pericolosi infrasonico esposizione a vibrazioni acustiche (inferiori a 20 Hz). Con un'intensità sufficiente, gli infrasuoni possono influenzare l'apparato vestibolare, riducendo la suscettibilità uditiva e aumentando l'affaticamento e l'irritabilità, e portare a una ridotta coordinazione. Le oscillazioni dell'infrafrequenza con una frequenza di 7 Hz svolgono un ruolo speciale. Come risultato della loro coincidenza con la frequenza naturale del ritmo alfa del cervello, non si osservano solo problemi di udito, ma anche emorragia interna. Infrasuoni (6 8 Hz) può portare all'interruzione dell'attività cardiaca e della circolazione sanguigna.

Diapositive 23 - 24

CONSERVAZIONE DELL'UDITO

Chiudi le orecchie con i pollici dita indice posizionare delicatamente sulle palpebre occhi chiusi. Il medio stringe le narici. Dita senza nome ed entrambi i mignoli poggiano sulle labbra, che sono piegate a tubo ed estese in avanti. Esegui un respiro regolare attraverso la bocca in modo che le guance si gonfino. Dopo l'inalazione, inclina la testa e trattieni il respiro. Quindi alza lentamente la testa, apri gli occhi ed espira attraverso il naso.

2. Esercizio "Albero" per il silenzio - molto semplice.Puoi parlare solo nel caso di una domanda diretta posta in forma corretta. Domande: "Beh, come?", "Cosa stai facendo?", "Sono andato, o come?" - non funzionano. Dopo un po ', l'interrogante inizia a sentirsi un vile provocatore e con la sua domanda: "Cosa è ora?” - si comprende.. E il silenzio si fa sentire. L'esercizio aiuta a conservare le energie, ad affinare l'udito e la concentrazione.

Il mondo è pieno di una grande varietà di suoni: il ticchettio degli orologi e il rombo dei motori, il fruscio delle foglie e l'ululato del vento, il canto degli uccelli e le voci delle persone. Su come nascono i suoni e cosa rappresentano, le persone hanno iniziato a indovinare molto tempo fa. Ancora filosofo greco antico e lo scienziato enciclopedico Aristotele, sulla base delle osservazioni, spiegò correttamente la natura del suono, ritenendo che il corpo sonoro crei una compressione alternata e una rarefazione dell'aria. L'anno scorso, l'autore ha lavorato sul problema della natura del suono e l'ha completato lavoro di ricerca: "Nel mondo dei suoni", in cui le frequenze sonore della scala musicale sono state calcolate utilizzando un bicchiere d'acqua.

Il suono è caratterizzato da quantità: frequenza, lunghezza d'onda e velocità. Inoltre è caratterizzato da ampiezza e volume. Pertanto, viviamo in un mondo diversificato di suoni e nella sua varietà di sfumature.

Alla fine dello studio precedente, mi ponevo una domanda fondamentale: ci sono modi per determinare la velocità del suono a casa? Pertanto, possiamo formulare un problema: dobbiamo trovare modi o un modo per determinare la velocità del suono.

Fondamenti teorici della dottrina del suono

mondo dei suoni

Do-re-mi-fa-sol-la-si

Gamma di suoni. Esistono indipendentemente dall'orecchio? Sono queste solo sensazioni soggettive, e poi il mondo stesso tace, o è un riflesso della realtà nella nostra mente? Se quest'ultimo, anche senza di noi il mondo suonerà con una sinfonia di suoni.

Anche Pitagora (582-500 aC) è accreditata della scoperta di relazioni numeriche corrispondenti a differenti suoni musicali. Passando davanti a una fucina, dove diversi operai forgiavano il ferro, Pitagora notò che i suoni erano in relazione a quinte, quarti e ottave. Entrato nella fucina, fece in modo che il martello che dava un'ottava, rispetto al martello più pesante, avesse un peso pari a 1/2 di quest'ultimo, il martello che dava una quinta avesse un peso pari a 2/3, e un quart - 3/4 di un martello pesante. Al ritorno a casa, Pitagora appese corde con pesi proporzionali a 1/2: 2/3: 3/4 alle estremità e presumibilmente scoprì che le corde, quando suonate, davano gli stessi intervalli musicali. Fisicamente la leggenda non resiste alle critiche, l'incudine, quando viene colpita da vari martelli, emette il suo stesso e lo stesso tono, e le leggi della vibrazione delle corde non confermano la leggenda. Ma, in ogni caso, la leggenda parla dell'antichità della dottrina dell'armonia. I meriti dei Pitagorici nel campo della musica sono fuori dubbio. Possiedono la fruttuosa idea di misurare il tono di una corda che suona misurandone la lunghezza. Conoscevano il dispositivo "monocorda": una scatola di assi di cedro con una corda tesa sul coperchio. Se colpisci una corda, emette un tono specifico. Se dividi la corda in due sezioni, supportandola con un piolo triangolare nel mezzo, emetterà un tono più alto. Suona così simile al tono principale che quando suonato contemporaneamente, quasi si fondono in un tono. Il rapporto di due toni nella musica è un intervallo. Quando il rapporto tra le lunghezze delle corde è 1/2:1, l'intervallo è chiamato ottava. Il quinto e il quarto intervallo noti a Pitagora si ottengono spostando il piolo del monocordo in modo da separare rispettivamente 2/3 o 3/4 corde.

Quanto al numero sette, è associato a qualche rappresentazione ancora più antica e misteriosa di persone di natura semi-religiosa e semi-mistica. Molto probabilmente, tuttavia, ciò è dovuto alla fissione astronomica. mese lunare per quattro settimane di sette giorni. Questo numero compare per migliaia di anni in varie leggende. Sì, lo troviamo dentro antico papiro, che è stato scritto dall'egiziano Ahmes nel 2000 a.C. Questo curioso documento si intitola: "Istruzioni per l'acquisizione della conoscenza di tutte le cose segrete". Tra l'altro vi troviamo un misterioso compito chiamato "scale". Si parla di una scala di numeri che rappresentano i poteri del numero sette: 7, 49, 343, 2401, 16 807. Sotto ogni numero c'è un'immagine geroglifica: gatto, topo, orzo, misura. Il papiro non fornisce alcun indizio su questo problema. Gli interpreti moderni del papiro di Ahmes decifrano la condizione del problema come segue: sette persone hanno sette gatti, ogni gatto mangia sette topi, ogni topo può mangiare sette spighe d'orzo, ogni spiga può crescere sette misure di grano. Quanto grano possono risparmiare i gatti? Perché non un compito a contenuto industriale, proposto 40 secoli fa?

La moderna scala musicale europea ha sette toni, ma non sempre e non tutti i popoli avevano una scala a sette toni. Quindi, ad esempio, in Cina antica usava una scala di cinque toni. Ai fini dell'accordatura dell'unità, l'altezza di questo tono di controllo deve essere rigorosamente dichiarata da un accordo internazionale. Dal 1938 è stato adottato come tono fondamentale un tono corrispondente ad una frequenza di 440 Hz (440 oscillazioni al secondo). Diversi toni che suonano contemporaneamente formano un accordo musicale. Le persone che hanno il cosiddetto tono assoluto possono ascoltare i singoli toni di un accordo.

Tu, ovviamente, conosci fondamentalmente la struttura dell'orecchio umano. Ricordiamolo brevemente. L'orecchio è composto da tre parti: 1) l'orecchio esterno, che termina nella membrana timpanica; 2) l'orecchio medio, che, con l'ausilio di tre ossicini uditivi: martello, incudine e staffa, fornisce le vibrazioni della membrana timpanica all'orecchio interno; 3) l'orecchio interno, o labirinto, è costituito dai canali semicircolari e dalla coclea. La coclea è un apparato di ricezione del suono. L'orecchio interno è pieno di liquido (linfa) moto oscillante dai colpi della staffa sulla membrana, stringendo la finestra ovale nella scatola ossea del labirinto. Sul setto che divide la coclea in due parti, per tutta la sua lunghezza, le fibre nervose più sottili di lunghezza gradualmente crescente si trovano in file trasversali.

Il mondo dei suoni è reale! Ma, naturalmente, non si deve pensare che questo mondo evochi esattamente le stesse sensazioni per tutti. Chiedere se le altre persone percepiscono i suoni esattamente come te è una domanda non scientifica.

1. 2. Sorgenti sonore. Vibrazioni sonore

Il mondo dei suoni che ci circonda è vario: le voci delle persone e della musica, il canto degli uccelli e il ronzio delle api, il tuono durante un temporale e il rumore della foresta nel vento, il rumore del passaggio di macchine, aeroplani, ecc.

Comune a tutti i suoni è che i corpi che li generano, cioè le sorgenti del suono, oscillino.

Un righello metallico elastico fissato in una morsa emetterà un suono se la sua parte libera, la cui lunghezza è scelta in un certo modo, viene portata in moto oscillatorio. In questo caso, le oscillazioni della sorgente sonora sono evidenti.

Ma non tutti i corpi oscillanti sono una fonte di suono. Ad esempio, una massa oscillante sospesa su un filo o su una molla non emette alcun suono. Un righello di metallo smetterà di suonare anche se lo sposti verso l'alto in una morsa e quindi allunghi l'estremità libera in modo che la sua frequenza di oscillazione diventi inferiore a 20 Hz.

Gli studi hanno dimostrato che l'orecchio umano è in grado di percepire come suono le vibrazioni meccaniche dei corpi che si verificano a una frequenza compresa tra 20 Hz e 20.000 Hz. Pertanto, le vibrazioni le cui frequenze sono in questo intervallo sono chiamate suono.

Le vibrazioni meccaniche la cui frequenza supera i 20.000 Hz sono dette ultrasoniche e le vibrazioni con frequenze inferiori a 20 Hz sono dette infrasoniche.

Va notato che i limiti indicati della gamma sonora sono arbitrari, poiché dipendono dall'età delle persone e caratteristiche individuali il loro apparecchio acustico. Di solito, con l'età, il limite di frequenza superiore dei suoni percepiti diminuisce in modo significativo: alcune persone anziane possono sentire suoni con frequenze non superiori a 6000 Hz. I bambini, al contrario, possono percepire suoni la cui frequenza è di poco superiore a 20.000 Hz.

Oscillazioni le cui frequenze sono maggiori di 20.000 Hz o inferiori a 20 Hz sono udite da alcuni animali.

Il mondo è pieno di una grande varietà di suoni: il ticchettio degli orologi e il rombo dei motori, il fruscio delle foglie e l'ululato del vento, il canto degli uccelli e le voci delle persone. Su come nascono i suoni e cosa rappresentano, le persone hanno iniziato a indovinare molto tempo fa. Hanno notato, ad esempio, che il suono è creato da corpi che vibrano nell'aria. Anche l'antico filosofo e scienziato-enciclopedista greco Aristotele, sulla base delle osservazioni, ha spiegato correttamente la natura del suono, ritenendo che il corpo sonoro crei una compressione alternata e una rarefazione dell'aria. Pertanto, una corda oscillante comprime o rarefa l'aria e, a causa dell'elasticità dell'aria, questi effetti alternati vengono trasmessi più lontano nello spazio: da uno strato all'altro, sorgono onde elastiche. Raggiungendo il nostro orecchio, agiscono sui timpani e provocano la sensazione del suono.

A orecchio, una persona percepisce onde elastiche aventi una frequenza che va da circa 16 Hz a 20 kHz (1 Hz - 1 oscillazione al secondo). In accordo con ciò, le onde elastiche in qualsiasi mezzo le cui frequenze rientrano nei limiti indicati sono chiamate onde sonore o semplicemente suono. In aria ad una temperatura di 0°C e pressione normale, il suono viaggia ad una velocità di 330 m/s.

La fonte del suono in gas e liquidi non possono essere solo corpi vibranti. Ad esempio, un proiettile e una freccia fischiano in volo, il vento ulula. E il ruggito di un aeromobile a turbogetto consiste non solo nel rumore delle unità operative: ventola, compressore, turbina, camera di combustione, ecc., ma anche nel rumore di una corrente a getto, vortice, flussi d'aria turbolenti che si verificano quando l'aeromobile scorre ad alta velocità. Un corpo che scorre rapidamente attraverso l'aria o l'acqua, per così dire, interrompe il flusso che lo circonda, genera periodicamente aree di rarefazione e compressione nel mezzo. Il risultato sono le onde sonore.

Nello studio del suono sono importanti anche i concetti di tono e timbro del suono. Qualsiasi suono reale, che sia una voce umana o il suono di uno strumento musicale, non è una semplice oscillazione armonica, ma una sorta di miscuglio di molti vibrazioni armoniche con un certo insieme di frequenze. Quello che ha la frequenza più bassa è chiamato tono fondamentale, gli altri sono armonici. Un diverso numero di sfumature inerenti a un particolare suono gli conferisce un colore speciale - timbro. La differenza tra un timbro e l'altro è dovuta non solo al numero, ma anche all'intensità degli armonici che accompagnano il suono del tono fondamentale. Per timbro, possiamo facilmente distinguere i suoni del violino e del pianoforte, della chitarra e del flauto, riconosciamo le voci di persone familiari.

1. 4. Altezza e timbro del suono

Facciamo suonare due corde diverse su una chitarra o una balalaika. Ascolteremo suoni diversi: uno è più basso, l'altro è più alto. I suoni della voce maschile sono più bassi dei suoni della voce femminile, i suoni del basso sono più bassi dei suoni del tenore, i suoni del soprano sono più alti del contralto.

Cosa determina l'altezza di un suono?

Si può concludere che l'altezza del suono dipende dalla frequenza delle vibrazioni: maggiore è la frequenza delle vibrazioni della sorgente sonora, maggiore è il suono che emette.

Un tono puro è il suono di una sorgente che oscilla a una frequenza.

I suoni provenienti da altre fonti (ad esempio i suoni di vari strumenti musicali, le voci delle persone, il suono di una sirena e molti altri) sono un insieme di vibrazioni di diverse frequenze, cioè un insieme di toni puri.

La frequenza più bassa (cioè la più piccola) di un suono così complesso è chiamata frequenza fondamentale e il suono corrispondente di una certa altezza è chiamato tono fondamentale (a volte è chiamato semplicemente tono). L'altezza di un suono complesso è determinata precisamente dall'altezza del suo tono fondamentale.

Tutti gli altri toni di un suono complesso sono chiamati armonici. Gli armonici determinano il timbro di un suono, cioè la sua qualità, che ci permette di distinguere i suoni di alcune sorgenti dai suoni di altre. Ad esempio, possiamo facilmente distinguere il suono di un pianoforte dal suono di un violino anche se questi suoni hanno la stessa altezza, cioè la stessa frequenza fondamentale. La differenza tra questi suoni è dovuta a un diverso insieme di sfumature.

Pertanto, l'altezza di un suono è determinata dalla frequenza della sua fondamentale: maggiore è la frequenza della fondamentale, più alto è il suono.

Il timbro di un suono è determinato dalla totalità dei suoi armonici.

1. 5. Perché ci sono suoni diversi?

I suoni differiscono tra loro per volume, altezza e timbro. L'intensità del suono dipende in parte dalla distanza dell'orecchio dell'ascoltatore dall'oggetto sonoro e in parte dall'ampiezza della vibrazione di quest'ultimo. La parola ampiezza indica la distanza che un corpo percorre da uno punto estremo all'altro durante la loro esitazione. Maggiore è questa distanza, più forte è il suono.

L'altezza del suono dipende dalla velocità o frequenza delle vibrazioni del corpo. Più vibrazioni emette un oggetto in un secondo, più alto è il suono che produce.

Tuttavia, due suoni assolutamente identici per volume e altezza possono differire l'uno dall'altro. La musicalità di un suono dipende dal numero e dalla forza degli armonici presenti in esso. Se la corda di un violino viene fatta oscillare per tutta la sua lunghezza in modo che non si verifichino vibrazioni aggiuntive, si sentirà il tono più basso che è in grado di produrre. Questo tono è chiamato tono principale. Tuttavia, se su di esso si verificano vibrazioni aggiuntive di singole parti, verranno visualizzate note più alte aggiuntive. In armonia con il tono principale, creeranno uno speciale suono di violino. Queste note, più alte della fondamentale, sono chiamate armoniche. Determinano il timbro di un particolare suono.

1.6 Riflessione e propagazione delle perturbazioni.

La perturbazione di una parte di un tubo di gomma allungato o di una molla si muove lungo la sua lunghezza. Quando la perturbazione raggiunge l'estremità del tubo, viene riflessa, indipendentemente dal fatto che l'estremità del tubo sia fissa o libera. L'estremità trattenuta viene tirata bruscamente verso l'alto e quindi portata nella posizione originale. La cresta formata sul tubo si sposta lungo il tubo fino alla parete, dove viene riflessa. In questo caso l'onda riflessa ha la forma di una depressione, cioè è al di sotto della posizione media del tubo, mentre l'antinodo iniziale era al di sopra. Qual è il motivo di questa differenza? Immagina l'estremità di un tubo di gomma fissato a un muro. Poiché è fisso, non può muoversi. La forza diretta verso l'alto dell'impulso in arrivo cerca di farlo muovere verso l'alto. Tuttavia, poiché non può muoversi, deve esserci una forza verso il basso uguale e contraria che emana dal supporto e applicata all'estremità del tubo di gomma, e quindi l'impulso riflesso è antinodo verso il basso. La differenza di fase degli impulsi riflessi e originali è di 180°.

1. 7. Onde stazionarie

Quando la mano che tiene il tubo di gomma viene mossa su e giù e la frequenza del movimento viene gradualmente aumentata, si raggiunge un punto in cui si ottiene un unico antinodo. Un ulteriore aumento della frequenza di oscillazione della lancetta porterà alla formazione di un doppio antinodo. Se misuri la frequenza dei movimenti della mano, vedrai che la loro frequenza è raddoppiata. Poiché è difficile muovere la mano più velocemente, è meglio utilizzare un vibratore meccanico.

Le onde generate sono chiamate onde stazionarie o stazionarie. Si formano perché l'onda riflessa si sovrappone all'onda incidente.

In questo studio, ci sono due onde: incidente e riflessa. Hanno la stessa frequenza, ampiezza e lunghezza d'onda, ma si propagano in direzioni opposte. Queste sono onde viaggianti, ma interferiscono tra loro e creano così onde stazionarie. Ciò ha le seguenti conseguenze: a) tutte le particelle in ciascuna metà della lunghezza d'onda oscillano in fase, cioè si muovono tutte nella stessa direzione contemporaneamente; b) ogni particella ha un'ampiezza diversa dall'ampiezza della particella successiva; c) la differenza di fase tra le oscillazioni delle particelle di una semionda e le oscillazioni delle particelle della semionda successiva è di 180°. Ciò significa semplicemente che vengono deviati il ​​più possibile in direzioni opposte allo stesso tempo o, se si trovano nella posizione centrale, iniziano a muoversi in direzioni opposte.

Alcune particelle non si muovono (hanno ampiezza zero) perché le forze che agiscono su di esse sono sempre uguali e opposte. Questi punti sono chiamati punti nodali o nodi e la distanza tra due nodi successivi è metà della lunghezza d'onda, ovvero 1 \ 2 λ.

Il movimento massimo si verifica in punti e l'ampiezza di questi punti è il doppio dell'ampiezza dell'onda incidente. Questi punti sono chiamati antinodi e la distanza tra due antinodi successivi è metà della lunghezza d'onda. La distanza tra il nodo e l'antinodo successivo è un quarto della lunghezza d'onda, ovvero 1\4λ.

Un'onda stazionaria è diversa da un'onda viaggiante. In un'onda viaggiante: a) tutte le particelle hanno la stessa ampiezza di oscillazione; b) ogni particella non è in fase con la successiva.

1. 8. Tubo di risonanza.

Il tubo risonante è un tubo stretto in cui vibra una colonna d'aria. Per modificare la lunghezza della colonna d'aria, applicare diversi modi, come le variazioni del livello dell'acqua in un tubo. L'estremità chiusa del tubo è un nodo perché l'aria a contatto con essa è stazionaria. L'estremità aperta del tubo è sempre un antinodo, poiché qui l'ampiezza di oscillazione è massima. C'è un nodo e un antinodo. La lunghezza del tubo è circa un quarto della lunghezza dell'onda stazionaria.

Per dimostrare che la lunghezza della colonna d'aria è inversamente proporzionale alla frequenza dell'onda, è necessario utilizzare una serie di diapason. È preferibile utilizzare un piccolo altoparlante collegato ad un generatore di frequenza audio calibrato al posto dei diapason a frequenza fissa. Al posto dei tubi con l'acqua, viene utilizzato un tubo lungo con un pistone, poiché ciò facilita la scelta della lunghezza delle colonne d'aria. Una sorgente sonora costante viene posizionata vicino all'estremità del tubo e si ottengono lunghezze risonanti della colonna d'aria per frequenze di 300 Hz, 350 Hz, 400 Hz, 450 Hz, 500 Hz, 550 Hz e 600 Hz.

Quando l'acqua viene versata in una bottiglia, viene prodotto un certo tono quando l'aria nella bottiglia inizia a vibrare. Il tono di questo tono aumenta al diminuire del volume d'aria nella bottiglia. Ogni bottiglia ha una sua frequenza specifica e quando si soffia sul collo aperto della bottiglia, può anche essere prodotto un suono.

All'inizio della guerra 1939-1945. i proiettori erano focalizzati su aeromobili che utilizzavano apparecchiature operanti nella gamma audio. Per impedire loro di concentrarsi, alcuni equipaggi sono stati buttati fuori dagli aerei bottiglie vuote quando hanno colpito i riflettori. I rumori forti delle bottiglie che cadevano sono stati percepiti dal ricevitore e i riflettori hanno perso la messa a fuoco

1. 9. Strumenti musicali a fiato.

I suoni prodotti dagli strumenti a fiato dipendono dalle onde stazionarie che si verificano nei tubi. Il tono dipende dalla lunghezza del tubo e dal tipo di vibrazioni dell'aria nel tubo.

Ad esempio, una canna d'organo aperta. L'aria viene soffiata nel tubo attraverso il foro e colpisce una sporgenza acuminata. Ciò fa oscillare l'aria nel tubo. Poiché entrambe le estremità del tubo sono aperte, c'è sempre un antinodo a ciascuna estremità. Il tipo più semplice di vibrazione è quando c'è un antinodo a ciascuna estremità e un nodo è nel mezzo. Queste sono vibrazioni fondamentali e la lunghezza del tubo è approssimativamente uguale alla metà della lunghezza d'onda. Frequenza del passo =c/2l, dove c è la velocità del suono e l è la lunghezza del tubo.

Chiuso canne d'organo ha un tappo all'estremità, cioè l'estremità del tubo è chiusa. Ciò significa che c'è sempre un nodo a questa estremità. È del tutto evidente che: a) la frequenza fondamentale tubo chiusoè la metà della frequenza fondamentale tubo aperto la stessa lunghezza; b) a canna chiusa si possono formare solo sfumature dispari. Pertanto, la gamma di toni di una pipa aperta è maggiore di quella di una chiusa.

Le condizioni fisiche cambiano il suono degli strumenti musicali. Un aumento della temperatura provoca un aumento della velocità del suono nell'aria e quindi un aumento della frequenza fondamentale. Anche la lunghezza del tubo aumenta leggermente, facendo diminuire la frequenza. Quando suonano l'organo, ad esempio, in una chiesa, gli artisti chiedono di accendere il riscaldamento in modo che l'organo suoni alla sua temperatura normale. Gli strumenti a corda hanno controlli di tensione delle corde. Un aumento della temperatura porta ad una certa espansione della corda e ad una diminuzione della tensione.

Capitolo 2. Parte pratica

2. 1. Un metodo per determinare la velocità del suono utilizzando un tubo risonante.

Il dispositivo è mostrato in figura. Il tubo risonante è un tubo lungo e stretto A collegato al serbatoio B tramite un tubo di gomma. Entrambi i tubi contengono acqua. Quando B viene sollevato, la lunghezza della colonna d'aria in A diminuisce e quando B viene abbassato, la lunghezza della colonna d'aria in A aumenta. Posiziona un diapason oscillante sopra A quando la lunghezza della colonna d'aria in A è praticamente zero. Non sentirai alcun suono. Man mano che la colonna d'aria in LA aumenta di lunghezza, sentirai il suono aumentare di intensità, raggiungere un massimo e quindi iniziare a svanire. Ripetere questa procedura, regolando B in modo che la lunghezza della colonna d'aria in A produca il suono massimo. Quindi misurare la lunghezza l1 della colonna d'aria.

Il suono forte si sente perché la frequenza naturale della colonna d'aria di lunghezza l1 è uguale alla frequenza naturale del diapason, e quindi la colonna d'aria oscilla all'unisono con essa. Hai trovato la prima posizione di risonanza. In effetti, la lunghezza dell'aria oscillante è leggermente maggiore della colonna d'aria in A.

Se cadi. Ancora più in basso, in modo che la lunghezza della colonna d'aria aumenti, troverai un'altra posizione in cui raggiunge il suono Forza massima. Determinare esattamente questa posizione e misurare la lunghezza l2 della colonna d'aria. Questa è la seconda posizione di risonanza. Come prima, l'apice si trova all'estremità aperta del tubo e il nodo si trova sulla superficie dell'acqua. Ciò può essere ottenuto solo nel caso mostrato in figura, in cui la lunghezza della colonna d'aria nel tubo è di circa 3/4 di lunghezza d'onda (3/4 λ).

Sottraendo le due misure si ottiene:

3\4 λ - 1\4 λ = l2 - l1 , quindi, 1\2 λ = l2 - l1.

Quindi, c = ν λ = ν 2 (l2 - l1), dove ν è la frequenza del diapason. Questo è un modo veloce e abbastanza preciso per determinare la velocità del suono nell'aria.

2. 2. Esperimento e calcoli.

I seguenti strumenti e apparecchiature sono stati utilizzati per determinare la velocità di un'onda sonora:

Treppiede universale;

Tubo di vetro a pareti spesse, sigillato ad un'estremità, lungo 1,2 metri;

Un diapason, la cui frequenza è 440 Hz, la nota "la";

Martello;

Bottiglia d'acqua;

metro.

Progressi della ricerca:

1. Ho assemblato un treppiede, sul quale ho fissato gli anelli sulla manica.

2. Collocare il tubo di vetro su un treppiede.

3. Versando acqua nel tubo e eccitanti onde sonore sul diapason, ha creato onde stazionarie nel tubo.

4. Raggiunto empiricamente una tale altezza della colonna d'acqua che le onde sonore sono state amplificate nel tubo di vetro, in modo da osservare la risonanza nel tubo.

5. Misurata la prima lunghezza dell'estremità del tubo priva di acqua - l2 \u003d 58 cm \u003d 0,58 m

6. Aggiunta più acqua al tubo. (Ripetere i passaggi 3, 4, 5) - l1 = 19 cm = 0,19 m

7. Calcoli eseguiti secondo la formula: c \u003d ν λ \u003d ν 2 (l2 - l1),

8. s \u003d 440 Hz * 2 (0,58 m - 0,19 m) \u003d 880 * 0,39 \u003d 343,2 m / s

Il risultato dello studio è la velocità del suono = 343,2 m/s.

2. 3. Conclusioni della parte pratica

Usando l'attrezzatura di tua scelta, determina la velocità del suono nell'aria. Abbiamo confrontato il risultato con il valore tabulare - 330 m / s. Il valore risultante è approssimativamente uguale alla tabella. Le discrepanze erano dovute ad errori di misura, il secondo motivo: il valore tabulare è dato ad una temperatura di 00°C, e nell'appartamento la temperatura dell'aria = 240°C.

Pertanto, può essere applicato il metodo proposto per determinare la velocità del suono utilizzando un tubo risonante.

Conclusione.

La capacità di calcolare e determinare le caratteristiche del suono è molto utile. Come segue dallo studio, le caratteristiche del suono: volume, ampiezza, frequenza, lunghezza d'onda: questi valori sono inerenti a determinati suoni, possono essere utilizzati per determinare quale tipo di suono ascoltiamo in questo momento. Siamo di nuovo di fronte alla regolarità matematica del suono. Ma la velocità del suono, sebbene sia possibile calcolarla, dipende dalla temperatura della stanza e dallo spazio in cui si verifica il suono.

Pertanto, lo scopo dello studio è stato raggiunto.

L'ipotesi dello studio è stata confermata, ma in futuro è necessario tenere conto degli errori di misurazione.

Sulla base di ciò, gli obiettivi dello studio sono stati raggiunti:

Studiato base teorica questa edizione;

Si scoprono le regolarità;

Sono state prese le misure necessarie;

Vengono effettuati i calcoli della velocità del suono;

I risultati dei calcoli sono stati confrontati con i dati tabellari già disponibili;

Viene fornita una valutazione dei risultati ottenuti.

Come risultato del lavoro: o Imparato a determinare la velocità del suono usando un tubo risonante; o Ha riscontrato un problema velocità diversa suona a temperatura diversa, quindi cercherò di indagare su questo problema nel prossimo futuro.